Control of wind turbine based on effective wind speed estimation (2025)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, ANDERSON FRANCISCO DA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PNV
- Subjects: TURBINAS; FILTROS DE KALMAN; VENTO
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A demanda global por geração de energia renovável tem impulsionado o desenvolvimento de turbinas eólicas com maiores capacidades em megawatts (MW). Enquanto as turbinas eólicas onshore estão aumentando de tamanho, elas enfrentam desafios técnicos e sociais, como poluição sonora e visual, mortalidade de aves e erosão do solo. As turbinas eólicas offshore surgiram como uma solução promissora para mitigar esses impactos terrestres e atender às crescentes necessidades energéticas. As turbinas offshore modernas agora atingem diâmetros de rotor de até 292 metros e capacidades de 20 MW. No entanto, rotores maiores, embora cruciais para atender às demandas energéticas, também apresentam desafios significativos. As condições de vento em regiões costeiras e ambientes offshore em águas profundas agravam esses desafios, exigindo tecnologias avançadas e métodos para otimizar a produção de energia e garantir a segurança operacional. Este estudo foca em estratégias de controle para turbinas eólicas operando em condições de Carga Parcial e Carga Total. Para Carga Parcial, algoritmos MPPT como o TSR, combinados com a estimativa da velocidade do vento, otimizam a produção de energia. Para Carga Total, estratégias de compensação adicionadas ao controlador de passo das pás evitam amortecimento negativo e redução de impulso, mitigando cargas e garantindo estabilidade. O controle do torque do gerador e do passo das pás equilibra a geração de energia com a redução de cargas. Métodos de estimativa usando observadores de estado, como o Filtro de Kalman e o Filtro de Kalman Estendido, são analisados para aprimorar o controle e a operação. Os resultados demonstram maior eficiência e redução de cargas, com controladores baseados no TSR mostrando maior flexibilidade em comparação aos controladores baseados no OTC para alcançar diferentes objetivos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 06.06.2025
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ABNT
SILVA, Anderson Francisco da. Control of wind turbine based on effective wind speed estimation. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-25082025-075532/pt-br.php. Acesso em: 23 jan. 2026. -
APA
Silva, A. F. da. (2025). Control of wind turbine based on effective wind speed estimation (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-25082025-075532/pt-br.php -
NLM
Silva AF da. Control of wind turbine based on effective wind speed estimation [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-25082025-075532/pt-br.php -
Vancouver
Silva AF da. Control of wind turbine based on effective wind speed estimation [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-25082025-075532/pt-br.php
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